CN205062629U - 一种路面检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种路面检测装置，包括：一支架，限定一第一平台、第二平台以及位于第一平台与第二平台之间的连接部；位于第一平台上的至少两个用于向路面发射扇形激光的激光发射组件；位于第二平台上的至少一个广角摄像装置，其镜头朝向所述路面用于采集所述激光发射组件发射出的扇形激光在所述路面上所形成的激光标线；其中，所述连接部和/或第一平台被设置成用于连接至外部的行走机构，所述至少两个激光发射组件在所述第一平台上朝向路面倾斜，并且间隔地安装形成扇形分布，其后端汇聚于一点，该至少两个激光发射组件在该第一平台上的安装位置使其形成光轴共面。

Description

一种路面检测装置

技术领域

本发明涉及路面测量设备技术领域，尤其是路面几何结构与技术状况的测量，具体而言涉及一种路面检测装置。

背景技术

随着我国高速公路的迅速发展，在线高速智能路面自动检测设备已大量使用。但价格高，技术复杂，一般为专业公司装备，定期作商业检测，但这种多功能自动检测设备的车辙，平整度分系统的结构与技术性能由于长路程使用机械震动等原因发生改变，测量结果偏离真实，甚至相反，需要到专业单位用专用方法标定，费力费时，如平整度尚有国际规程，用一级水准仪人工逐点严格测量路面高程曲线计算出IRI进行比较标定。而车辙的测量方法多种如共平台多高程传感器方法，线激光方法，激光扫描测距法等，国家规程也难于确定公认的标定方法。列入规程的现场标定方法是传统的三米尺人工逐点测量最大变形深度方法显然是既费力费时又很简单而不精确的方法。不能给出车辙形状和断面曲线，因此研制一种原理明确可信，方便快捷的平整度，特别是车辙的现场比较标定设备，保证高速自动检测设备的现场快速比较标定以保证高速自动设备的高效准确。

现有技术中对此提出了一些较好的解决方案，例如第201410017255.9号中国专利申请提出的一种路面高程三维网格数值检测检测系统，利用激光发射器以及面阵CCD的组合来实现激光的检测与图像获取，基于图像的识别得到以车道一端白线为纵坐标方向Y轴、以横断激光标线为横坐标方向X轴的一个正交网格坐标数据库。这样基于这个数据库进行后续的路面状态分析处理就有了更加直接的数据和相对标准的检测结果。

对于这样的检测系统，申请人经过潜心研究和试验，认为仍有改进的需要。

发明内容

本发明目的在于提供一种路面检测装置，可便利地安装在任何行走机构的后方进行路面状况的检测，获得扫描数据，而且结构稳固，系统误差小。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明的第一方面提出一种路面检测装置，包括：

一支架，限定一第一平台、第二平台以及位于第一平台与第二平台之间的连接部，该连接部分别连接所述第一平台和第二平台并紧固第一平台与第二平台；

位于第一平台上的至少一个用于向路面发射扇形激光的激光发射组件，其具有一电源接口以及一同步控制信号接口；

位于第二平台上的至少一个广角摄像装置，其镜头朝向所述路面用于采集所述激光发射组件发射出的扇形激光在所述路面上所形成的激光标线，该广角摄像装置具有一电源接口以及一图像数据传输和/或控制接口；

其中，所述连接部和/或第一平台被设置成用于连接至外部的行走机构，所述至少一个激光发射组件在所述第一平台上朝向路面倾斜使得由该激光发射组件发射的扇形激光与所述路面形成一投射角的角度值在12°到45°。

进一步的例子中，所述支架的第一平台、第二平台分别位于连接部的同一侧，例如支架构造为类似C形。

进一步的例子中，所述支架的第一平台、第二平台分别位于连接部的不同侧，例如支架构造为Z形。

进一步的例子中，所述第一平台、第二平台与连接部呈一体成型构造。

进一步的例子中，所述投射角的角度值在12°到25°。在前述12°到45°范围内，应当尽可能地选取较小的投射角，使扇形激光投射到路面上时能够在短距离内即2米左右的道路前方形成足够长的激光标线(尤其是需要横跨至少一个车道线长度，甚至多个)且能够较好地放大路面高度起伏、纹理等情况，在检测断面时，清楚的表现出路面的状况。在该选取的范围内，激光标线对于路面的微笑形变，例如纹理、起伏等具有较好的放大作用和效果，能够直观地观测到路面的细致状况。

进一步的例子中，所述广角摄像装置的镜头朝向所述路面并且其光轴与路面垂直。如此一方面可获得较大、理想的视场，另一方面拍摄得到的图像在后续处理时不需要考虑因为倾斜而带来的关于倾角的计算处理问题，减小数据处理的复杂度。

进一步的例子中，所述广角摄像装置为广角CCD相机，其视角大于等50度。

进一步的例子中，所述路面检测装置更加包含一直流电源，位于所述第一平台上，该直流电源的输出端通过电源线分别与所述广角摄像装置和激光发射组件的电源接口连接。如此，当整个路面检测装置被固定到行走机构上诸如小车上时，由于第一平台在下方，直流电源和激光发射组件的整个重量使得整个路面检测装置的重心下移，而位于上方的广角摄像装置较轻，使得整个装置在路面检测过程中可以维护一个比较稳定位置和状态，受到路面颠簸的影响较小。

进一步的例子中，所述直流电源在所述第一平台上位于所述激光发射组件的激光出射方向的后方位置。

进一步的例子中，所述直流电源包括至少一个可充电蓄电池和/或一用于接收外部电能输入的充电接口电路。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)。

图2是说明本发明另一些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)。

图3是说明本发明某些实施例的路面检测装置中支架的结构示意图(侧视图)。

图4是说明本发明某些实施例的路面检测装置中支架的结构示意图(主视图)，包括一个连接部。

图5是说明本发明某些实施例的路面检测装置中支架的结构示意图(主视图)，包括两个连接部。

图6是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)。

图7是说明本发明某些实施例的路面检测装置中激光发射组件的示意图。

图8是说明本发明某些实施例的路面检测装置中广角摄像装置的示意图。

图9是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

图1是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)，根据本发明的实施例，一种路面检测装置，包括支架100以及安装在支架100上的至少一个激光发射组件110和至少一个广角摄像装置120。支架100通过适当的方式固定安装在行走机构200上。行走机构200，诸如是手动、电动、气动或者其他任何方式驱动的行走机构，尤其是靠行走轮驱动运动。如图1所示，该例子中的行走机构200构造为一个电动推车(推车的电驱动机构为公知的技术，故未表示)，具有至少两个行走轮203，用于驱动该电动推车200运动，从而使得搭载在推车200上的路面检测装置连续检测待测路面而获取表面状况数据。

这些被获取的路面表面状况数据，通过数据线传输至监控终端(如计算机)，进行数据的实时显示，进行相关的处理和分析等。

如图1所示，支架100，限定了一第一平台102、第二平台104以及位于第一平台与第二平台之间的连接部101，该连接部101分别连接所述第一平台102和第二平台104并紧固第一平台102与第二平台104。如此以在两个平台与连接部之间形成稳固的连接，当连接部被安装到行走机构上时，可以保证设置在连个平台上的激光发射组件110和广角摄像装置120的位置相对稳定不变，从而尽可能地减小和消除系统误差。

结合图4、图5，至少两个激光发射组件110，用于向路面发射扇形激光，这些向路面M发射的扇形激光与路面形成一个激光标线。应当理解，这些在路面上形成的激光标线相互拼接，形成一个足够长的激光标线以横跨至少一个车道的车道线(白色线)。

本例中，示例性地在图4中表示了包含两个激光发射组件110的例子，这些两个激光发射组件110间隔地安装形成扇形分布，其后端汇聚于一点，该两个激光发射组件110在该第一平台上102的安装位置使其形成光轴共面。如此，以利于由这些激光发射组件110发射扇形激光在路面上形成的激光标线相互拼接，适于道路检测的短距离范围内形成一个足够长的激光标线。

这些激光发射组件110，位于第一平台102上。每个激光发射组件110，如图7所示，具有一电源接口110a以及一同步控制信号接口110b，当然还包括一朝向路面的激光出射端110c。通过前述同步控制信号接口110b接收用于控制使得激光发射组件110发射扇形激光的信号。

应当理解，在另外的例子中，本发明提出的路面检测装置还可以包括更多的激光发射组件110，并使这些激光发射组件110在第一平台102上间隔地安装形成扇形分布，其后端汇聚于一点，并且这些激光发射组件110在第一平台上102的安装位置使其形成光轴共面，从而利于由这些激光发射组件110发射扇形激光在路面上形成的激光标线相互拼接，形成一个足够长的激光标线。

至少一个广角摄像装置120，位于第二平台104上，其镜头朝向路面M用于采集所述激光发射组件110发射出的扇形激光在所述路面上所形成的激光标线。

这些广角摄像装置120，结合图8所示，具有一电源接口120a以及一图像数据传输和/或控制接口120b。图像数据传输和/或控制接口120b被设置用于接收对广角摄像装置进行摄像/拍照的控制信号和/或用于传输该广角摄像装置120所获取的图像数据(关于前述激光标线的图像数据)。

传统的将激光发射器安装在车辆上进行路面检测，当发生路面状况不良而导致车辆发生起伏等状况时，容易导致系统误差的出现。本例子中将激光发射组件110和广角摄像装置120安装在共梁(即前述的连接部)的支架的两个平台上，两个平台稳固连接，并且将整个支架安装到行走机构(如载车或推车)上，可因此尽可能地减小和消除系统误差。

结合图1所示，连接部101被设置成用于连接至外部的行走机构200，所述至少一个激光发射组件110在所述第一平台102上朝向路面M倾斜使得由该激光发射组件发射的扇形激光与路面M形成一投射角α的角度值在12°到45°。

在所选择的12°到45°范围内，由前述激光发射组件110发射的扇形激光可有效投射到路面M上，使扇形激光投射到路面上时能够在短距离内即2米左右的道路前方形成足够长的激光标线(尤其是需要横跨至少一个车道线长度，甚至多个)且能够较好地放大路面高度起伏、纹理等情况，在检测断面时，清楚的表现出路面的状况。在该选取的范围内，激光标线对于路面的微笑形变，例如纹理、起伏等具有较好的放大作用和效果，能够直观地观测到路面的细致状况。

在另外的实施例中，如图2所示，支架100通过其连接部101和第一平台102连接至所述行走机构(电动推车200)，使得支架100更加牢靠地安装在电动推车200上，前述连接部101和第一平台102被设置成用于连接至外部的行走机构200，因此减小由于震动、颠簸等因素带来的系统误差。

当然，在另外的实施例中，支架100通过其第一平台102连接至所述行走机构(电动推车200)。

优选地，第一平台102、第二平台104与连接部101呈一体成型构造。如此以在两个平台与连接部之间形成稳固的连接，当通过连接部和/或第一平台将支架100被安装到行走机构200上时，可以保证设置在连个平台上的激光发射组件和广角摄像装置的相对位置不变，从而尽可能地减小和消除系统误差。

图3表示了图1、图2中所配置的支架100的侧视图，图4、图5分别表示了支架100的两个不同的实施方式(主视图)，其中同时表示出具有两个激光发射组件110的实例。

在图4所示的例子中，支架100包括一个连接部101，用于紧固第一平台102与第二平台104。两个激光发射组件110分别位于该连接部101的两侧位置。

在图5所示的例子中，支架100包括一个连接部101，用于更加牢靠地紧固第一平台102与第二平台104，确保在进行检测时激光发射组件110与广角摄像装置120之间的位置不变，从而尽可能地减小和消除系统误差，防止因为支架的不稳固或者晃动而带来的系统误差。如图所示，两个激光发射组件110分别位于该两个连接部101的中间位置。当然，在另外的例子中，两个激光发射组件110分别位于该两个连接部101的两侧位置，或者其他任意的位置组合。

本例中，结合图1、图2、以及图3-5所示的例子，支架100的第一平台102、第二平台104分别位于连接部101的不同侧，例如支架构造为Z形。

在另外的例子中，支架100的第一平台102、第二平台104分别位于连接部101的同一侧，例如支架构造为类似C形。这样的例子将在以下内容并结合附图6加以说明。

图6是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)，该例子的路面检测装置的支架100，其第一平台102、第二平台104分别位于连接部101的同一侧，构造为类似C形，尤其是具有开口的形状(侧视)。相对于电动推车200来说，第一平台102可以不伸出该电动推车200的车身，也可以仅仅伸出一小部分。而第二平台104是更加伸出该电动推车200的车身。

图9是说明本发明某些实施例的路面检测装置的结构示意图(该图中同时示出了该路面检测装置所搭载的行走机构)，该例子中，路面检测装置还包括一直流电源130，用于为路面检测装置的提供电力供应，尤其是为所述激光发射组件110和广角摄像装置120提供工作所需的电力。

在图9中未表示的是，直流电源130的输出端通过电源线连接至激光发射组件110和广角摄像装置120的电源接口。

作为优选的例子，如图9所示，直流电源130，位于所述第一平台102上。如此，当整个路面检测装置被固定到行走机构上诸如小车上时，由于第一平台102在下方，直流电源130和激光发射组件110的整个重量使得整个路面检测装置的重心下移，而位于上方的广角摄像装置较轻，使得整个装置在路面检测过程中可以维护一个比较稳定位置和状态，受到路面颠簸的影响较小。

在以上描述的一个或多个例子中，更加优选的是，由激光发射组件110发射的扇形激光与路面M形成一投射角α的角度值在12°到25°。

在以上描述的一个或多个例子中，更加优选的是，所述广角摄像装置120的镜头朝向所述路面并且其光轴与路面垂直。如此一方面可获得较大、理想的视场，另一方面拍摄得到的图像数据在后续处理时不需要考虑因为倾斜而带来的关于倾角的计算处理问题，减小数据处理的复杂度。

在以上描述的一个或多个例子中，更加优选的是，所述广角摄像装置120为广角CCD相机，其视角β大于等50度。该广角摄像装置120具有镜头组和用于捕捉经由镜头组成像的图像传感器(CCD)用于光电转换，并将所成的像转换成电信号。

在以上描述的一个或多个例子中，更加优选的是，所述路面检测装置更加包含一直流电源130，该直流电源在所述第一平台上位于所述激光发射组件的激光出射方向的后方位置。

在以上描述的一个或多个例子中，更加优选的是，所述直流电源130包括至少一个可充电蓄电池和/或一用于接收外部电能输入的充电接口电路。这些可充电蓄电池可以是可拆卸地设置在直流电源130中，当电力不足或者没电时直接替换，也可以是在需要时对其进行充电进行电能补充。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种路面检测装置，其特征在于，包括：

一支架，限定一第一平台、第二平台以及位于第一平台与第二平台之间的连接部，该连接部分别连接所述第一平台和第二平台并紧固第一平台与第二平台；

位于第一平台上的至少两个用于向路面发射扇形激光的激光发射组件，其具有一电源接口以及一同步控制信号接口；

位于第二平台上的至少一个广角摄像装置，其镜头朝向所述路面用于采集所述激光发射组件发射出的扇形激光在所述路面上所形成的激光标线，该广角摄像装置具有一电源接口以及一图像数据和/或控制接口；

其中，所述连接部和/或第一平台被设置成用于连接至外部的行走机构，所述至少两个激光发射组件在所述第一平台上朝向路面倾斜，并且间隔地安装形成扇形分布，其后端汇聚于一点，该至少两个激光发射组件在该第一平台上的安装位置使其形成光轴共面。

2.根据权利要求1所述的路面检测装置，其特征在于，所述至少两个激光发射组件在所述第一平台上朝向路面倾斜而由这些激光发射组件发射的扇形激光与所述路面形成一投射角的角度值在12°到45°。

3.根据权利要求2所述的路面检测装置，其特征在于，所述投射角的角度值在12°到25°。

4.根据权利要求1、2或3所述的路面检测装置，其特征在于，所述支架的第一平台、第二平台分别位于连接部的同一侧。

5.根据权利要求1、2或3所述的路面检测装置，其特征在于，所述支架的第一平台、第二平台分别位于连接部的不同侧。

6.根据权利要求5所述的路面检测装置，其特征在于，所述支架呈Z形构造。

7.根据权利要求1所述的路面检测装置，其特征在于，根据权利要求1的路面检测装置，其特征在于，所述广角摄像装置的镜头朝向所述路面并且其光轴与路面垂直。

8.根据权利要求1所述的路面检测装置，其特征在于，所述路面检测装置更加包含一直流电源，位于所述第一平台上，该直流电源的输出端通过电源线分别与所述广角摄像装置和激光发射组件的电源接口连接。

9.根据权利要求8所述的路面检测装置，其特征在于，所述直流电源在所述第一平台上位于所述激光发射组件的激光出射方向的后方位置。

10.根据权利要求9所述的路面检测装置，其特征在于，所述直流电源包括至少一个可充电蓄电池和/或一用于接收外部电能输入的充电接口电路。